以量子力学来分析有机颜料的结构特点，近来化学界有人以量子论为基础，用分子中的活性π电子来说明发色原因，但传统的发色团理论仍然适用。一般来说，发色团越多，含共轭双键链越长，色料的颜色越深；如共轭双键被甲基或醚基（-O-）等隔断，则化合物会变为无色或浅色。

有机颜料一般可以分为色原( toner)和色淀两大类，前者是以金属盐或酸类将水溶性染料制成不溶性的有机颜料的统称；后者则是利用铝钡白等无机载体将有机染料沉淀而成的颜料( lake)。欧洲则将本身不溶解的有机有色体又分为一类，称为颜料性染料(Pigment dyestuff)，将有机颜料分成色原、色淀及颜料型染料等三大类。

有机颜料和染料都是不饱和的有机化合物，由萘、蒽、氮萘、氨蒽等碳环或杂环芳香族有机化合物衍生而成。它们能够有选择地吸收光谱中的某些部分，并将吸收区域从紫外线区域移到可见光部分，使化合物成为有色体。这些不饱和的原子团称为发色团，主要的发色团有乙烯基（CH2=CH-）、羰基（>C=O）、巯基（-SH）、亚氨次甲基(> C=N)、偶氮基（-N=N-）、硝基（-NO2）、亚硝基（-N=O）和二甲氨基[-N (CH3)2]等，除发色团外有机颜料和染料还含有助色团和有一定的分子排列方式。常见的助色团有羟基（-OH）、氨基（-NH2）、磺酸基（-SO3H）、卤素基（-Cl、-Br）和甲基（-CH3）等。分子排列结构如醌型结构中，对醌()为黄色；邻醌()则为红色；共轭关系也能加深化合物的颜色。